JPH05239630A - イオンプレーティング方法及び装置 - Google Patents
イオンプレーティング方法及び装置Info
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- JPH05239630A JPH05239630A JP4043812A JP4381292A JPH05239630A JP H05239630 A JPH05239630 A JP H05239630A JP 4043812 A JP4043812 A JP 4043812A JP 4381292 A JP4381292 A JP 4381292A JP H05239630 A JPH05239630 A JP H05239630A
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- crucible
- reaction gas
- film
- hood
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Abstract
(57)【要約】
【目的】広幅帯板にセラミックス皮膜を高速かつ長時間
安定して、しかも高いイオン化率でイオンプレーティン
グして、所望の化学組成のセラミックス皮膜を得る。 【構成】坩堝３内の材料を電子ビーム７により蒸発させ
ると共に、上部に蒸発粒子が通過する絞り開口部８を有
するフード状電極９を坩堝上方に設置し、このフード状
電極９の側部及び上部に反応ガス導入口１５ａ，１５ｂ
を設けたうえで、この電極９に正電圧を印加することに
より、蒸発粒子及び反応ガスをイオン化し、反応させ
る。
安定して、しかも高いイオン化率でイオンプレーティン
グして、所望の化学組成のセラミックス皮膜を得る。 【構成】坩堝３内の材料を電子ビーム７により蒸発させ
ると共に、上部に蒸発粒子が通過する絞り開口部８を有
するフード状電極９を坩堝上方に設置し、このフード状
電極９の側部及び上部に反応ガス導入口１５ａ，１５ｂ
を設けたうえで、この電極９に正電圧を印加することに
より、蒸発粒子及び反応ガスをイオン化し、反応させ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は真空中で走行する帯板、
特に広幅帯板に窒化物、炭化物などのセラミックス皮膜
を高速で安定してイオンプレーティングする方法及び装
置に関するものである。
特に広幅帯板に窒化物、炭化物などのセラミックス皮膜
を高速で安定してイオンプレーティングする方法及び装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】真空中でセラミックス皮膜をめっきする
方法としてイオンプレーティング、スパッタリング等の
技術がある。しかしこの中でスパッタリングは成膜速度
が遅いため、実生産規模の設備に適用するのは経済的に
不利である。
方法としてイオンプレーティング、スパッタリング等の
技術がある。しかしこの中でスパッタリングは成膜速度
が遅いため、実生産規模の設備に適用するのは経済的に
不利である。
【０００３】イオンプレーティングは、セラミックス皮
膜を比較的高速で成膜できるため、帯板への連続処理技
術として注目されている。イオンプレーティング法でセ
ラミックス皮膜を成膜する場合は、主成分となる金属材
料を加熱蒸発させると共にこれをイオン化し、同時に導
入した反応ガスと反応させることによって、基板上にセ
ラミックス皮膜を成膜する。
膜を比較的高速で成膜できるため、帯板への連続処理技
術として注目されている。イオンプレーティング法でセ
ラミックス皮膜を成膜する場合は、主成分となる金属材
料を加熱蒸発させると共にこれをイオン化し、同時に導
入した反応ガスと反応させることによって、基板上にセ
ラミックス皮膜を成膜する。
【０００４】イオンプレーティングの中で、プラズマ銃
を用いて材料の蒸発とイオン化を同時に行なうＨＣＤ
（ホローカソード放電）法がある。この方法はイオン化
率が高いため、反応性イオンプレーティング方法として
広く用いられている。しかし、成膜速度が十分の一μｍ
／分程度のオーダでしか得られないため、小規模のバッ
チ処理用がほとんどで、帯板の連続処理設備に適用する
にはなお経済的な不利が免れなかった。
を用いて材料の蒸発とイオン化を同時に行なうＨＣＤ
（ホローカソード放電）法がある。この方法はイオン化
率が高いため、反応性イオンプレーティング方法として
広く用いられている。しかし、成膜速度が十分の一μｍ
／分程度のオーダでしか得られないため、小規模のバッ
チ処理用がほとんどで、帯板の連続処理設備に適用する
にはなお経済的な不利が免れなかった。
【０００５】そこで、材料の加熱蒸発方法として電子銃
を用いてイオンプレーティングする方法が提案されてい
る。電子銃はプラズマ銃に比べエネルギー密度が高いた
め、材料を高速で蒸発させるに適している。しかしなが
ら、電子銃による高速蒸発と反応に必要な高密度プラズ
マを同時に長時間安定して維持することが困難なため、
電子銃を用いて高速で安定してセラミックス皮膜をイオ
ンプレーティングする方法は未だ確立していないので実
情である。
を用いてイオンプレーティングする方法が提案されてい
る。電子銃はプラズマ銃に比べエネルギー密度が高いた
め、材料を高速で蒸発させるに適している。しかしなが
ら、電子銃による高速蒸発と反応に必要な高密度プラズ
マを同時に長時間安定して維持することが困難なため、
電子銃を用いて高速で安定してセラミックス皮膜をイオ
ンプレーティングする方法は未だ確立していないので実
情である。
【０００６】特公昭５７−５７５５３号は、加熱源とし
て電子銃を用い、電極を坩堝近傍に配置して蒸発材をイ
オン化して化合物膜を成膜する方法を提案している。し
かし、この方法では高速成膜時の蒸発材表面の乱れによ
って放電が不安定になり、異常放電が発生しやすくなる
ため、小型の坩堝を使った小規模なバッチ処理にしか適
用できず、広幅の帯板に高速で安定してイオンプレーテ
ィングするのは困難である。
て電子銃を用い、電極を坩堝近傍に配置して蒸発材をイ
オン化して化合物膜を成膜する方法を提案している。し
かし、この方法では高速成膜時の蒸発材表面の乱れによ
って放電が不安定になり、異常放電が発生しやすくなる
ため、小型の坩堝を使った小規模なバッチ処理にしか適
用できず、広幅の帯板に高速で安定してイオンプレーテ
ィングするのは困難である。
【０００７】特開昭６３−１２５６７３号は、電子銃で
材料を加熱蒸発させると共に、基板と坩堝の間にアノー
ド電極とそれに対応するアース電極を置き、電子ビーム
電流及びアノード電流を一定値以上流す、セラミックス
膜のイオンプレーティング方法及び装置を提案してい
る。しかしながら、この構成では、特公昭５７−５７５
５３号と同様に、高速成膜時の放電の不安定化及び異常
放電の発生は避けられず、連続して走行する帯板に長時
間安定してイオンプレーティングするのは困難である。
材料を加熱蒸発させると共に、基板と坩堝の間にアノー
ド電極とそれに対応するアース電極を置き、電子ビーム
電流及びアノード電流を一定値以上流す、セラミックス
膜のイオンプレーティング方法及び装置を提案してい
る。しかしながら、この構成では、特公昭５７−５７５
５３号と同様に、高速成膜時の放電の不安定化及び異常
放電の発生は避けられず、連続して走行する帯板に長時
間安定してイオンプレーティングするのは困難である。
【０００８】特開昭６３−４５３６５号は、第２図に概
略を示すように、坩堝３全体を上方に開口部８を持つ内
部室６で覆い、開口部８より噴出する蒸気流を、開口部
８上部にある正電極９でイオン化すると共に、内部室内
及び開口部上部のガス導入口１４ａ，１４ｂより反応ガ
スを噴出させることにより、セラミックス皮膜を成膜す
る方法を提案し、高速成膜時の安定化を図っている。こ
の方法によれば、内部室６により高速蒸発時の蒸発材表
面の乱れが抑制され放電は安定化する。しかし、内部室
６上方の電極９は坩堝３から距離が遠く、また坩堝に直
接面していないため、蒸発材料４から発生する熱電子を
十分に加速することができず、特に高速成膜時に坩堝近
傍の蒸気圧及び反応ガス圧が高まり、電子の平均自由行
程が短くなると急激にイオン化率が低下してしまい、こ
のため反応律速となり、所望の化学組成の膜が得られな
いという問題があった。
略を示すように、坩堝３全体を上方に開口部８を持つ内
部室６で覆い、開口部８より噴出する蒸気流を、開口部
８上部にある正電極９でイオン化すると共に、内部室内
及び開口部上部のガス導入口１４ａ，１４ｂより反応ガ
スを噴出させることにより、セラミックス皮膜を成膜す
る方法を提案し、高速成膜時の安定化を図っている。こ
の方法によれば、内部室６により高速蒸発時の蒸発材表
面の乱れが抑制され放電は安定化する。しかし、内部室
６上方の電極９は坩堝３から距離が遠く、また坩堝に直
接面していないため、蒸発材料４から発生する熱電子を
十分に加速することができず、特に高速成膜時に坩堝近
傍の蒸気圧及び反応ガス圧が高まり、電子の平均自由行
程が短くなると急激にイオン化率が低下してしまい、こ
のため反応律速となり、所望の化学組成の膜が得られな
いという問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題点を解決するためになされたもので、帯板、特に
広幅帯板にセラミックス皮膜を高速かつ長時間安定し
て、しかも高いイオン化率でイオンプレーティングし、
所望の化学組成のセラミックス皮膜を得るイオンプレー
ティング方法及び装置を得ることを目的とする。
の問題点を解決するためになされたもので、帯板、特に
広幅帯板にセラミックス皮膜を高速かつ長時間安定し
て、しかも高いイオン化率でイオンプレーティングし、
所望の化学組成のセラミックス皮膜を得るイオンプレー
ティング方法及び装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
に沿って鋭意研究をした結果、坩堝内の材料を電子ビー
ムにより蒸発させると共に、坩堝上方に蒸気流を収束さ
せる機能を持ったフード状電極を置き、これに正電圧を
印加し、さらにこのフード状電極の内部及び上部に反応
ガスを導入することにより、高速成膜時にも異常放電が
発生することなく、安定してセラミックス皮膜をイオン
プレーティングできることを見いだし、本発明を完成し
たものである。
に沿って鋭意研究をした結果、坩堝内の材料を電子ビー
ムにより蒸発させると共に、坩堝上方に蒸気流を収束さ
せる機能を持ったフード状電極を置き、これに正電圧を
印加し、さらにこのフード状電極の内部及び上部に反応
ガスを導入することにより、高速成膜時にも異常放電が
発生することなく、安定してセラミックス皮膜をイオン
プレーティングできることを見いだし、本発明を完成し
たものである。
【００１１】
【作用】すなわち、坩堝上方にフード状電極を置くこと
により、蒸気流の拡散が抑えられ、特に高速成膜時の蒸
発材表面の変化による蒸気の乱れが抑制されるため放電
が安定する。さらに、高速成膜時に蒸発材表面の蒸気圧
及び反応ガスの圧力が著しく上昇し、蒸発材表面から発
生する熱電子及び電子ビームの反射電子の平均自由行程
が短くなっても、フード状電極の一端が坩堝に近接して
いるため、なお十分に電子を加速することが可能とな
り、高いイオン化率が維持され、これにより反応が促進
される。
により、蒸気流の拡散が抑えられ、特に高速成膜時の蒸
発材表面の変化による蒸気の乱れが抑制されるため放電
が安定する。さらに、高速成膜時に蒸発材表面の蒸気圧
及び反応ガスの圧力が著しく上昇し、蒸発材表面から発
生する熱電子及び電子ビームの反射電子の平均自由行程
が短くなっても、フード状電極の一端が坩堝に近接して
いるため、なお十分に電子を加速することが可能とな
り、高いイオン化率が維持され、これにより反応が促進
される。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を図１に示す実施例を参照して
説明する。図示するイオンプレーティング装置は、真空
雰囲気を保持する真空槽１内に配置されており、その内
部上方を帯板１１が真空シール部１４を貫通して走行す
るようになっている。真空シール１４は、真空槽１に隣
接する真空槽の圧力が真空槽１と同程度であれば特に必
要としない。帯板１１は、低炭素鋼板、ステンレス鋼
板、磁性鋼板、Ｆｅ−Ｎｉ合金薄板、Ａｌ薄板、Ｔｉ薄
板などの金属帯板などが挙げられるが、適当な冷却機構
を有すれば、高分子フィルムなどにも適用が可能であ
り、特に限定するものではない。
説明する。図示するイオンプレーティング装置は、真空
雰囲気を保持する真空槽１内に配置されており、その内
部上方を帯板１１が真空シール部１４を貫通して走行す
るようになっている。真空シール１４は、真空槽１に隣
接する真空槽の圧力が真空槽１と同程度であれば特に必
要としない。帯板１１は、低炭素鋼板、ステンレス鋼
板、磁性鋼板、Ｆｅ−Ｎｉ合金薄板、Ａｌ薄板、Ｔｉ薄
板などの金属帯板などが挙げられるが、適当な冷却機構
を有すれば、高分子フィルムなどにも適用が可能であ
り、特に限定するものではない。
【００１３】真空槽１内の下部には坩堝３が配置され、
この中に蒸発材料４が入っている。蒸発材料は、本発明
で目的とするセラミックスを構成する成分で、Ｔｉ、Ｈ
ｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａ
ｌ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎなどが挙げられるが、中でも加熱
蒸発時に熱電子の発生量の大きい高融点金属が適してい
る。ただし、蒸発材料はこれらに限るものではなく、例
えば金属以外の化合物（窒化物、酸化物、炭化物など）
を直接用いることも可能である。また、坩堝は必ずしも
一つである必要はなく、複数の坩堝を近接して並べてお
き、異種材料を同時に蒸発させることにより、２種以上
の金属成分等を有するセラミックスを成膜することも可
能である。坩堝が一つである場合は、坩堝３の幅方向の
寸法は帯板と同等もしくはそれ以上であることが望まし
い。
この中に蒸発材料４が入っている。蒸発材料は、本発明
で目的とするセラミックスを構成する成分で、Ｔｉ、Ｈ
ｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａ
ｌ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎなどが挙げられるが、中でも加熱
蒸発時に熱電子の発生量の大きい高融点金属が適してい
る。ただし、蒸発材料はこれらに限るものではなく、例
えば金属以外の化合物（窒化物、酸化物、炭化物など）
を直接用いることも可能である。また、坩堝は必ずしも
一つである必要はなく、複数の坩堝を近接して並べてお
き、異種材料を同時に蒸発させることにより、２種以上
の金属成分等を有するセラミックスを成膜することも可
能である。坩堝が一つである場合は、坩堝３の幅方向の
寸法は帯板と同等もしくはそれ以上であることが望まし
い。
【００１４】真空槽１の片側には電子銃１２が装着さ
れ、電子ビーム７はここでは図示されていない磁界発生
装置から発生された偏向磁界により坩堝方向に曲げら
れ、蒸発材料４の表面に照射されるようになっている。
電子銃１２は、反応性ガスを導入し真空槽１内の圧力が
高くなっても動作が安定なピアス式電子銃が適してい
る。
れ、電子ビーム７はここでは図示されていない磁界発生
装置から発生された偏向磁界により坩堝方向に曲げら
れ、蒸発材料４の表面に照射されるようになっている。
電子銃１２は、反応性ガスを導入し真空槽１内の圧力が
高くなっても動作が安定なピアス式電子銃が適してい
る。
【００１５】坩堝３と帯板１１との間にはフード形状を
した電極９が配置されている。電極９の材質は、坩堝か
らの輻射熱及びイオン化に伴う発熱に十分に耐えうるた
めに、水冷機構を有する銅であることが望ましい。電極
９は電子ビーム７が通る側部を一部開口し、かつ上部に
開口部８を有している。ただし、電子ビーム７が通る側
部の開口は必須のものではなく、例えば、電子ビーム７
が電極９と坩堝の間を通って蒸発材料４に照射される場
合は必要としない。また上部開口部８の幅方向の寸法
は、帯板の幅と同等もしくはそれ以上である。電極９は
直流電源１３の正極側に、坩堝３は直流電源１３の負極
側に接続され、坩堝３は同時にアースに接続している。
した電極９が配置されている。電極９の材質は、坩堝か
らの輻射熱及びイオン化に伴う発熱に十分に耐えうるた
めに、水冷機構を有する銅であることが望ましい。電極
９は電子ビーム７が通る側部を一部開口し、かつ上部に
開口部８を有している。ただし、電子ビーム７が通る側
部の開口は必須のものではなく、例えば、電子ビーム７
が電極９と坩堝の間を通って蒸発材料４に照射される場
合は必要としない。また上部開口部８の幅方向の寸法
は、帯板の幅と同等もしくはそれ以上である。電極９は
直流電源１３の正極側に、坩堝３は直流電源１３の負極
側に接続され、坩堝３は同時にアースに接続している。
【００１６】反応ガスの導入口１５ａ，１５ｂはフード
状電極９の側部及び上部に設置され、反応ガスがフード
状電極内部及び上部に導入されるようになっている。ガ
ス導入口１５ａ，１５ｂの先端は絞り機構を持った金属
製であることが望ましく、必要に応じて水冷機構を有
し、ガス導入口までのガス配管は絶縁製の材料である。
ガス導入口１５ａ，１５ｂから導入される反応ガスは、
目的とするセラミックスのを構成する成分で、その種類
は、Ｎ2 、Ｏ2 、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈ2 、Ｈ2 などを始め、
成膜するセラミックスに応じて任意に選択することがで
き、また必ずしも１種である必要はなく、２種以上のガ
スを混合して複合化合物、例えば炭窒化物の皮膜を成膜
することも可能である。本発明で好適な成膜セラミック
スとしては、ＴｉＮ、ＴｉＣ，ＣｒＮ，ＴｉＡｌＮ，Ｔ
ｉＣｒＮ，ＴｉＣＮなどが挙げられる。
状電極９の側部及び上部に設置され、反応ガスがフード
状電極内部及び上部に導入されるようになっている。ガ
ス導入口１５ａ，１５ｂの先端は絞り機構を持った金属
製であることが望ましく、必要に応じて水冷機構を有
し、ガス導入口までのガス配管は絶縁製の材料である。
ガス導入口１５ａ，１５ｂから導入される反応ガスは、
目的とするセラミックスのを構成する成分で、その種類
は、Ｎ2 、Ｏ2 、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈ2 、Ｈ2 などを始め、
成膜するセラミックスに応じて任意に選択することがで
き、また必ずしも１種である必要はなく、２種以上のガ
スを混合して複合化合物、例えば炭窒化物の皮膜を成膜
することも可能である。本発明で好適な成膜セラミック
スとしては、ＴｉＮ、ＴｉＣ，ＣｒＮ，ＴｉＡｌＮ，Ｔ
ｉＣｒＮ，ＴｉＣＮなどが挙げられる。
【００１７】この装置では、真空槽１内に配置された坩
堝３内の蒸発材料４に、電子銃１２から電子ビーム７を
照射して、蒸発材料４を蒸発させる。電子ビーム７は帯
板の幅方向の膜厚分布が均一になるように、予め最適化
された走査モードで照射される。蒸発材料４から発生し
た熱電子は、正電圧を印加した電極９により加速され、
蒸発粒子及び反応ガスと衝突することによってこれをイ
オン化する。この時、電子ビームの偏向磁界は熱電子を
トラップすることにより蒸発粒子及び反応ガスとの衝突
確率を高め、イオン化を促進する効果を持つ。イオン化
した材料蒸気及び反応ガスはフード状電極９により収束
され反応した化合物となって帯板１１に付着する。この
時、帯板１１に負の電圧を印加しておくことは、イオン
化した蒸発粒子及び反応ガスを帯板１１に向けて加速す
るため、反応を促進させるだけでなく皮膜の密着性、加
工性を向上させる効果も持つ。
堝３内の蒸発材料４に、電子銃１２から電子ビーム７を
照射して、蒸発材料４を蒸発させる。電子ビーム７は帯
板の幅方向の膜厚分布が均一になるように、予め最適化
された走査モードで照射される。蒸発材料４から発生し
た熱電子は、正電圧を印加した電極９により加速され、
蒸発粒子及び反応ガスと衝突することによってこれをイ
オン化する。この時、電子ビームの偏向磁界は熱電子を
トラップすることにより蒸発粒子及び反応ガスとの衝突
確率を高め、イオン化を促進する効果を持つ。イオン化
した材料蒸気及び反応ガスはフード状電極９により収束
され反応した化合物となって帯板１１に付着する。この
時、帯板１１に負の電圧を印加しておくことは、イオン
化した蒸発粒子及び反応ガスを帯板１１に向けて加速す
るため、反応を促進させるだけでなく皮膜の密着性、加
工性を向上させる効果も持つ。
【００１８】この装置では、坩堝３の上方にフード形状
の電極９を設けているので、蒸気流の拡散が防止され、
特に高速蒸発時の蒸発材表面の変化による蒸気の乱れが
抑制されるため、放電が安定する。またフード状電極の
一端が坩堝近傍に位置しているため、高速成膜時に蒸発
材表面の蒸気圧及び反応ガス圧が上昇し、蒸発材表面か
ら発生する熱電子及び電子ビームの反射電子の平均自由
行程が短くなっても、なお十分に電子を加速することが
可能となり、高いイオン化率が維持され、蒸発粒子と反
応ガスの反応が促進される。
の電極９を設けているので、蒸気流の拡散が防止され、
特に高速蒸発時の蒸発材表面の変化による蒸気の乱れが
抑制されるため、放電が安定する。またフード状電極の
一端が坩堝近傍に位置しているため、高速成膜時に蒸発
材表面の蒸気圧及び反応ガス圧が上昇し、蒸発材表面か
ら発生する熱電子及び電子ビームの反射電子の平均自由
行程が短くなっても、なお十分に電子を加速することが
可能となり、高いイオン化率が維持され、蒸発粒子と反
応ガスの反応が促進される。
【００１９】次に、図１に示す装置を用いて化合物膜を
イオンプレーティングした結果を、図２の装置を用いた
場合と比較して述べる。ここで、帯板としてステンレス
鋼板、蒸発材料はＴｉ、反応ガスはＮ2 を用いた。電極
９の電圧は＋５０Ｖとし、帯板には−１００Ｖの電圧を
印加した。
イオンプレーティングした結果を、図２の装置を用いた
場合と比較して述べる。ここで、帯板としてステンレス
鋼板、蒸発材料はＴｉ、反応ガスはＮ2 を用いた。電極
９の電圧は＋５０Ｖとし、帯板には−１００Ｖの電圧を
印加した。
【００２０】本発明の装置に於いて電子銃の出力１２０
ｋＷ、電極電流１２５０Ａでイオンプレーティングした
ところ、成膜速度が９μｍ／分でＴｉＮ本来の色である
金色の皮膜が成膜された。３時間の成膜中、異常放電は
発生せず、放電は安定していた。ＳＥＭ（走査型電子顕
微鏡）による観察から、膜は平滑で緻密な構造をしてい
た。スクラッチ試験による剥離強度は７ｋｇｆで、ヴィ
ッカース硬度は２２００ｋｇ／ｍｍ2 であった。
ｋＷ、電極電流１２５０Ａでイオンプレーティングした
ところ、成膜速度が９μｍ／分でＴｉＮ本来の色である
金色の皮膜が成膜された。３時間の成膜中、異常放電は
発生せず、放電は安定していた。ＳＥＭ（走査型電子顕
微鏡）による観察から、膜は平滑で緻密な構造をしてい
た。スクラッチ試験による剥離強度は７ｋｇｆで、ヴィ
ッカース硬度は２２００ｋｇ／ｍｍ2 であった。
【００２１】一方、図２の従来装置を用いて同様の成膜
速度で成膜したところ、電極電流は７５０Ａで頭打ちと
なり、皮膜は茶褐色となった。ＳＥＭ観察によると、表
面は粗く脆い構造であった。スクラッチ試験の剥離強度
は３．５ｋｇｆ、ヴィッカース硬度は８５０ｋｇ／ｍｍ
2 となり、本発明の実施例による皮膜に比べ共に劣って
いた。
速度で成膜したところ、電極電流は７５０Ａで頭打ちと
なり、皮膜は茶褐色となった。ＳＥＭ観察によると、表
面は粗く脆い構造であった。スクラッチ試験の剥離強度
は３．５ｋｇｆ、ヴィッカース硬度は８５０ｋｇ／ｍｍ
2 となり、本発明の実施例による皮膜に比べ共に劣って
いた。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば帯
板、特に広幅帯板に優れた膜質のセラミックス皮膜を高
速でかつ長時間安定してイオンプレーティングすること
が可能になり、その結果、工業的規模でセラミックスコ
ーティング材料を製造することが可能となる。
板、特に広幅帯板に優れた膜質のセラミックス皮膜を高
速でかつ長時間安定してイオンプレーティングすること
が可能になり、その結果、工業的規模でセラミックスコ
ーティング材料を製造することが可能となる。
【図１】本発明に係るイオンプレーティング装置の概略
図。
図。
【図２】図２は従来のイオンプレーティング装置の概略
図。
図。
１…真空槽、２…排気系、３…坩堝、４…蒸発材料、７
…電子ビーム、８…開口部、９…電極、１１…帯板、１
２…電子銃、１３…直流電源、１４…真空シール、１５
ａ…ガス導入口、１５ｂ…ガス導入口、１６…反応ガス
…電子ビーム、８…開口部、９…電極、１１…帯板、１
２…電子銃、１３…直流電源、１４…真空シール、１５
ａ…ガス導入口、１５ｂ…ガス導入口、１６…反応ガス
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年３月２３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】反応ガスの導入口１５ａ，１５ｂはフード
状電極９の側部及び上部に設置され、反応ガスがフード
状電極内部及び上部に導入されるようになっている。ガ
ス導入口１５ａ，１５ｂの先端は絞り機構を持った金属
製であることが望ましく、必要に応じて水冷機構を有
し、ガス導入口までのガス配管は絶縁性の材料である。
ガス導入口１５ａ，１５ｂから導入される反応ガスは、
目的とするセラミックスを構成する成分で、その種類
は、Ｎ２、Ｏ２、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、Ｈ２などを始め、
成膜するセラミックスに応じて任意に選択することがで
き、また必ずしも１種である必要はなく、２種以上のガ
スを混合して複合化合物、例えば炭窒化物の皮膜を成膜
することも可能である。本発明で好適な成膜セラミック
スとしては、ＴｉＮ、ＴｉＣ，ＣｒＮ，ＴｉＡｌＮ，Ｔ
ｉＣｒＮ，ＴｉＣＮなどが挙げられる。
状電極９の側部及び上部に設置され、反応ガスがフード
状電極内部及び上部に導入されるようになっている。ガ
ス導入口１５ａ，１５ｂの先端は絞り機構を持った金属
製であることが望ましく、必要に応じて水冷機構を有
し、ガス導入口までのガス配管は絶縁性の材料である。
ガス導入口１５ａ，１５ｂから導入される反応ガスは、
目的とするセラミックスを構成する成分で、その種類
は、Ｎ２、Ｏ２、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、Ｈ２などを始め、
成膜するセラミックスに応じて任意に選択することがで
き、また必ずしも１種である必要はなく、２種以上のガ
スを混合して複合化合物、例えば炭窒化物の皮膜を成膜
することも可能である。本発明で好適な成膜セラミック
スとしては、ＴｉＮ、ＴｉＣ，ＣｒＮ，ＴｉＡｌＮ，Ｔ
ｉＣｒＮ，ＴｉＣＮなどが挙げられる。
Claims (4)
- 【請求項１】 真空中で走行する帯板に化合物皮膜をイ
オンプレーティングする装置において、 この化合物皮膜を形成するための材料を入れた坩堝と、 この坩堝内の材料を蒸発させる電子ビーム照射装置と、 前記坩堝上方に設置され、上部に蒸発粒子が通過する絞
り開口部を有するフード状電極と、 フード状電極に正電圧を印加する印加装置と、 このフード状電極に配置された反応ガス導入口と、を具
備したセラミックス皮膜のイオンプレーティング装置。 - 【請求項２】 電子ビームを坩堝に向けて偏向させる磁
界発生機構を有する請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 真空中で走行する帯板にセラミックス皮
膜をイオンプレーティングする方法において、 請求項１に記載のイオンプレーティング装置を用意する
工程と、 坩堝内の材料に電子ビーム照射装置から電子ビームを照
射してこの材料を蒸発させる工程と、 フード状電極内に反応ガス導入口から反応ガスを導入す
る工程と、 この電極に印加装置により正電圧を印加して、蒸発粒子
及び反応ガスをイオン化させて反応させる工程と、 反応して得られたセラミックスを帯板に被着させる工程
と、を具備したセラミックス皮膜のイオンプレーティン
グ方法。 - 【請求項４】 帯板に−５０Ｖから１０００Ｖの電圧を
印加する請求項３に記載の方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4043812A JPH05239630A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | イオンプレーティング方法及び装置 |
| US07/885,512 US5227203A (en) | 1992-02-24 | 1992-05-19 | Ion-plating method and apparatus therefor |
| DE4217450A DE4217450C3 (de) | 1992-02-24 | 1992-05-26 | Ionenbedampfungsverfahren und Vorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4043812A JPH05239630A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | イオンプレーティング方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05239630A true JPH05239630A (ja) | 1993-09-17 |
Family
ID=12674156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4043812A Pending JPH05239630A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-28 | イオンプレーティング方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05239630A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007533853A (ja) * | 2004-04-20 | 2007-11-22 | フラウンホーファー−ゲゼルシャフト ツル フェルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシュング エー ファウ | 高融点の金属の炭化物層を析出するための方法 |
| JP2008522026A (ja) * | 2004-11-26 | 2008-06-26 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 被膜付製品およびその製造方法 |
| JP2008522021A (ja) * | 2004-11-04 | 2008-06-26 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 被覆製品及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4043812A patent/JPH05239630A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007533853A (ja) * | 2004-04-20 | 2007-11-22 | フラウンホーファー−ゲゼルシャフト ツル フェルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシュング エー ファウ | 高融点の金属の炭化物層を析出するための方法 |
| JP4868534B2 (ja) * | 2004-04-20 | 2012-02-01 | フラウンホーファー−ゲゼルシャフト ツル フェルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシュング エー ファウ | 高融点の金属の炭化物層を析出するための方法 |
| JP2008522021A (ja) * | 2004-11-04 | 2008-06-26 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 被覆製品及びその製造方法 |
| JP2008522026A (ja) * | 2004-11-26 | 2008-06-26 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 被膜付製品およびその製造方法 |
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